Mit Power Link IP bringt Siemens ein neues Power-Line-Carrier-System (PLC) für digitalisierte Hochspannungsumspannstationen auf den Markt. Das PLC-System nutzt die Hochspannungsleitungen zwischen den Umspannstationen als Kommunikationskanal. Dazu wird eine modulierte Trägerfrequenz der Frequenz der Übertragungsspannung der Freileitung überlagert. In modernen digitalisierten Umspannstationen fallen immer mehr Daten an, die für einen zuverlässigen Netzbetrieb gebraucht und übertragen werden müssen. So können Netzbetreiber mit PowerLink IP die Vorzüge der Digitalisierung auch für die Ethernet/IP-Kommunikation über Freileitungen nutzen. Siemens stellt ihnen dafür eine ausgereifte PLC-Technik zur Verfügung, die die Forderung nach einer größeren Bandbreite erfüllt, um die weiter zunehmenden Datenmengen in den Umspannstationen für einen effizienten Netzbetrieb nutzen zu können.
Breites Frequenzband und höhere Datenübertragungsrate
Klassische Powerline-Carrier-Systeme für Hochspannungsleitungen nutzen typischerweise Bandbreiten bis zu 32 kHz und bieten dabei eine Datenübertragungsrate von bis zu 320 Kilobit pro Sekunde (kbps). Im Vergleich dazu arbeitet das PowerLink-IP-System mit einem deutlich breiteren Frequenzband von bis zu 256 kHz. Dabei erlaubt es eine Datenrate von bis zu 2,5 Megabit pro Sekunde (Mbps) in jede Übertragungsrichtung. Damit lassen sich mehrere herkömmliche PLC‑Systeme ersetzen. In herkömmlichen Hochspannungsumspannstationen fallen lediglich bei der Netzsteuerung und der Fernwirktechnik Daten an, die übertragen werden müssen. Hier beschränkt sich die Datenkommunikation auf geringe Bitraten für die Übertragung von Schutzsignalen, Leitstellensteuerbefehlen, Strommesswerten und Sprachsignalen.
Um die heutigen und künftigen Anforderungen der Netzbetreiber an einen zuverlässigen Netzbetrieb erfüllen zu können, sind die kontinuierliche Überwachung des gesamten Netzes, inklusive zuverlässiger Prognosemethoden Grundvoraussetzung. In digitalen Hochspannungsumspannstationen liefern Bauelemente und Geräte wie Sensoren und Aktoren, Fernwirkeinheiten nach IEC 104 und 61850, Phasenwinkelmesseinheiten, Störschreiber und Power‑Quality‑Rekorder diese Informationen mit zunehmendem Datenvolumen. Zudem erfordern Voice‑over‑IP‑Telefonie und Videoüberwachungsanlagen höhere Übertragungsraten als die Kommunikationstechnik in klassischen Umspannstationen.
Zusätzliche Bandbreite für eine zentrale Datenanalyse
Darüber hinaus brauchen eine zentrale Datenanalyse und weitere Service-Anwendungen zusätzliche Bandbreite für das Weitbereichskommunikationsnetz (WAN). Diese neuen Applikationen und Geräte erfordern eine Breitbandkommunikationsinfrastruktur auf Basis von Internet‑Protocol(IP)- und Ethernet‑Übertragungstechnik innerhalb der Hochspannungsumspannstation im lokalen Kommunikationsnetz (LAN) und im WAN zwischen den Hochspannungsumspannstationen, damit sie die neuen Anforderungen erfüllen können, die auch die Datensicherheit zunehmend umfasst.
Siemens hat sein neues PLC-System für zwei Hauptanwendungsfälle konzipiert: als Kommunikationsverbindung zwischen modernen digitalisierten Hochspannungsumspannstationen ohne existierende Glasfaserverbindung sowie als Backup-Kommunikationssystem für eine bereits installierte Glasfaserverbindung. PowerLink IP ist auch beim Umbau einer klassischen Hochspannungsumspannstation zu einer digitalen Station einsetzbar. Je nach Art der Migration ist es dabei möglich, bestehende Komponenten via Gateway oder Router ins neue PLC-System einzubinden. Möglich ist darüber hinaus, ein traditionelles PLC‑System und PowerLink IP nebeneinander zu betreiben.
PowerLink IP hat eine paketbasierte Architektur, die von den Siemens-Entwicklern optimiert worden ist, um die Anforderungen moderner Geräte in Umspannstationen an die Kommunikation erfüllen zu können. Außerdem reduziert sich dadurch der Aufwand für die Wartung. Integriert ist außerdem das Schutzsignalübertragungssystem SWT 3000 von Siemens zur Identifizierung und Isolierung von Störungen in Hochspannungsnetzen. Es ist mit binären Ein-/Ausgangs- und GOOSE-Schnittstellen (IEC 61850) ausgestattet. Damit ist PowerLink IP für künftige Software-Applikationen vorbereitet und bleibt Trendsetter auf dem Gebiet moderner Powerline-Carrier-Technik.
